JPH0468362B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、大量の溶融金属を安定的に注入する
方法と装置、例えば、アトマイズ法により金属粉
末を製造する場合の、溶融金属の噴霧媒面への注
入方法および装置に関する。さらに詳しくは、連
続的または間欠的に供給される溶融金属を、噴射
された噴霧媒面に安定した状態で注入することが
できる溶融金属の注入方法および装置に関する。

（従来の技術） アトマイズ法により金属粉末を製造するには、
溶融金属を噴射された噴霧媒面に注入する。第５
図は、従来のアトマイズ法による金属粉末の製造
装置の一例を示したものである。

電気炉等で調整された溶融金属２は、ストツパ
（図示せず）を有する容器１に収容される。溶融
金属２の容器１への収容が終わつた後、ストツパ
が開かれ、注入ノズル３から溶融金属２が注入流
２１となつてアトマイズ装置に注入される。アト
マイズ装置のアトマイズノズル４からは、噴霧媒
が噴射され噴霧媒面４１を形成しており、注湯ノ
ズル３からの注入流２１は噴霧媒面４１上に落下
し粉末となつて、噴霧媒とともにアトマイズ槽５
に収容される。

（発明が解決しようとする問題点） このように従来の装置においては、容器１に溶
融金属２を収容後にストツパを開いて注湯を行つ
ている。連続的または間欠的に供給される溶融金
属２を容器１に収容しながら、同時に溶融金属２
を注入することはできない。これは次の理由によ
る。

従来の容器１は、一室構造である。このため、
溶融金属２の供給を受けながら注湯ノズル３から
注入を行うと、容器１内の溶融金属２の乱流のた
め注入流２１が乱れてしまう。すなわち、容器１
に注がれる溶融金属２により生じた容器１内の乱
れが注湯ノズル３の近傍にもおよび、注入流２１
に振れ、ばらけ、ねじれ等の乱れが発生する。注
入流２１の振れとは、注入流２１が注湯ノズル３
の鉛直下方から一方にずれて落下する現象であ
り、ばらけとは、注入流２１が分裂して多数の粒
の形で落下する現象である。またねじれとは、注
入流２１がやや偏平になつて螺旋状に旋回しなが
ら落下する現象である。

噴霧媒面４１へ落下する溶融金属２の注入流２
１に乱れ（振れ、ばらけ、ねじれ等）が発生する
と、注入された注入流２１がアトマイズされずア
トマイズノズル４内で凝固し、該ノズル内の空間
を閉塞してしまう。すなわちアトマイズノズル４
のブロツキングが発生する。ブロツキングが発生
すれば、アトマイズの中断は避けられない。

したがつて従来の注入容器１では、溶融金属２
の供給を受けながら同時に注湯を行へばブロツキ
ングの発生は避けられない。よつて、このような
同時注湯は不可能であつた。

従来のように１回に処理される溶融金属２の量
が高々100Kgないし数トン程度の少量であれば、
容器１に溶融金属２の供給をうける過程とアトマ
イズの過程を別々に行つても大きな問題とはなら
ない。しかし、生産規模が拡大され、数10トンに
およぶ大量の溶融金属２を１回で処理することに
なると、両過程を分離して行うことは非能率的で
ある。よつて連続的または間欠的に容器１に溶融
金属２の供給を受けながら、同時にアトマイズ装
置への注湯をおこなう必要がある。

従つて、本発明の目的は、溶融金属２の供給を
受けながら同時に注湯をおこなつても注入流２１
に乱れを生じない注入方法および装置を提供する
ことである。

（問題点を解決するための手段） 本発明者は、上述の目的を達成するため研究を
重ねた結果、容器を３室に分離し、供給された溶
融金属を順次これらの３室に所定の流路で導いて
流れを沈静化することに想到した。

すなわち、本発明の溶融金属の注入方法は、連
続的または間欠的に供給される溶融金属を安定的
に注入する方法であつて、 (a) 連続的または間欠的に供給される溶融金属を
暫時、第１室に収容することと、 (b) 第１室に収容された溶融金属を第２室に一定
方向の流れとして導いて第２室の壁面に衝突さ
せ、溶融金属の流れの方向を反転させて溶融金
属の流れを減速、整流することと、 (c) 第２室において減速、整流された溶融金属の
流れをさらに第３室に導いて沈静化した後、第
３室に設けられた注湯ノズルから溶融金属を注
入することと、 (d) 前記(b)の過程において第１室に収容された溶
融金属を、第１室と第２室を連通する浸漬孔ま
たは狭い〓間を通して第２室に導くことと、 (e) 前記(c)の過程において、溶融金属を第２室か
ら第３室に導く流路の入口を溶湯表面まで完全
にオープンな〓間とすることと、 を特徴とする。

また、本発明にかかる溶融金属の注入装置は、
連続的または間欠的に供給される溶融金属を安定
的に注入する装置であつて、 (a) 連続的または間欠的に供給される溶融金属を
暫時、収容する第１室と、 (b) 第１室から第２室に連通する連通孔または狭
い〓間と、 (c) 第１室から流入する溶融金属の流れに対向
し、該溶融金属の流れの方向を反転させる壁面
を備える第２室と、 (d) 第２室から流入した溶融金属を注入する注湯
ノズルを備える、第２室と溶湯表面まで完全に
オープンな〓間で結ばれた第３室と を備えることを特徴とする。

本発明は、噴射された噴霧媒のつくる面に溶融
金属を注入してアトマイズ法により金属粉末を製
造する場合に用いれば量産の効率化に大きな効果
をあげることができるが、これに限定されるもの
ではない。例えば連続鋳造法の場合のように大量
の溶融金属を安定的に注入することが要求される
場合には等しく応用されうるものである。

なお、上記において溶融金属は、第１室から第
２室へ一定方向に開口する浸漬孔を通して導かれ
ることが好ましい。しかし浸漬孔の代わりに狭い
隙間を用いても良い。また、第２室から第３室へ
は、第２室の側壁の一端に設けられた隙間を流路
とすると良い。この際、該側壁端をくの字形に折
り曲げ、第２室から第３室への流路の入口の壁面
断面を該形状とすることが好ましい。また、注湯
ノズルは第３室のコーナーに極く近傍を避けるこ
とが好ましい。旋回流に起因する注入流のねじれ
の発生を防止するためである。

（作 用） 第１室から第２室へ溶融金属は、浸漬孔または
狭い隙間を通して一定方向に向かう噴流状態で導
かれる。この溶融金属の噴流は、第２室に設けら
れた該方向に対向する壁に衝突し反転する。この
結果、減速、整流された溶融金属の流れは、第２
室と第３室の間の流路を形成する隙間を通して第
３室に導かれる。第２室から第３室への流路を形
成する隙間の入口の壁面をくの字形状とすること
にすれば、これにより生じる渦流により溶融金属
の流れをさらに沈静化することができる。

（実施例） 次に本発明の実施例について、添付図面を参照
しながら詳しく説明する。この説明によつて本発
明の詳細はさらに明らかとなろう。

第１図および第２図は、本発明の第一の実施例
装置を示すものであり、第１図は該装置の平面
図、第２図は、第１図の鎖線−に沿う該装置
の断面図である。

取鍋１０から連続的または間欠的に供給される
溶融金属２は、第１室１１に収容される。したが
つて第１室１１内の溶融金属の流れは極めて乱れ
が大きい。第１室１１と第２室１２の間を画する
壁には浸漬孔６が穿設され、第１室１１と第２室
１２を連通する。浸漬孔６を通過した溶融金属
は、噴流となつて第２室１２内に流れ込む。この
結果、第１室１１の流速が大きく、乱れの激し
い、時間的に変化の大きな流れは、流速は大きい
が、方向の一定な安定した噴流となる。浸漬孔６
の代わりに、第１室１１と第２室１２の間の壁に
狭い縦方向の隙間を設けてもよいが、浸漬孔６に
よるほうが安定した噴流を得ることができる。

浸漬孔６を通過した溶融金属の噴流は、浸漬孔
に対向する第２室１２の壁１２ａに衝突して広が
りながら反転する。壁１２ａにより反転された減
速、整流された溶融金属の流れは、壁１２ａと反
対側の壁１２ｂに当たつて第３室１３に導かれ
る。

第２室１２と第３室１３をつなぐ流路は、第２
室１２と第３室１３の間を画する壁１２ｃの壁端
７に設けられた隙間によりこの〓間は、第１図お
よび第２図からも明らかなように溶湯表面まで完
全にオープンな〓間となつている。この壁端７
は、くの字形に屈曲し、第２室１２から第３室１
３への流路の入口の側壁断面を該形状とする。こ
の結果、該流路の入口において渦流が発生する
（第１図参照）。この渦流の発生は、第２室１２か
ら第３室１３への溶融金属の流れをさらに沈静化
する効果がある。

このように第３室１３に流入した溶融金属は、
ほとんど乱れのない、ゆるやかな流れとなつて第
３室１３内を巡回し、注湯ノズル３から注入流２
１となつてアトマイズノズルのつくる噴霧媒面
（図示せず）に落下する。したがつて、注入流２
１に、振れ、ばらけ、ねじれ等の乱れが発生する
ことはない。

なお、この注湯ノズル３は、第３室１３のコー
ナー部分の近傍、とくにコーナーの角の二等分線
（第１図に破線でしめす）上を避けることが重要
である。注湯ノズル３を該位置に設けると、溶融
金属に旋回流が発生し、注入流２１にねじれを生
じ易いからである。

また、取鍋１０からの溶融金属２の供給の開始
時においてはストツパ８を下げて注湯ノズル３を
閉じ、容器１内の溶融金属が所定のレベルに達し
たところでストツパ８を上げて注湯ノズル３を開
くものとする。容器１内の溶融金属レベルが所定
値に達するまでは、注入流２１の安定が得られな
いからである。

第３図は、第２室１２の両側に、第３室１３を
分けて配置した他の実施例装置の平面図である。
容器１は、第１室１１、第２室１２、第３室１３
よりなり、第１室１１と第２室１２は、浸漬孔６
で連通する。第２室１２から第３室１３への流路
は溶湯表面まで完全にオープンな〓間から構成さ
れ、第２室１２の壁１２ｃの壁端７はくの字形に
屈曲し、該流路の側壁断面を該形状とする。な
お、図の破線は第３室１３のコーナーの角の二等
分線をしめす。注湯ノズル３はこれらの近傍を避
けて配置することが好ましい。

第４図は、第３室１３が第２室１２を包囲する
構造を有する他の実施例装置の平面図である。注
湯ノズル３が３個設けられている他は、上述の実
施例と同様に構成されているので、詳しい説明は
省略する。

以上においては、本発明について実施例を参照
しながら説明したが、上述の実施例は単に本発明
を例示するものであり、本発明を限定するもので
はない。

（発明の効果） 本発明によれば、連続的または間欠的に供給さ
れる溶融金属２を容器１に収容しながら、同時に
溶融金属を次工程のアトマイズ装置などに注入し
ても注入流２１が乱れることはない。従来の一室
構造の容器を用いた場合、溶融金属の容器への供
給と同時に注湯をおこなうと、注入流２１に乱れ
が発生することは避けられなかつたものである。

この本発明の効果を確かめるため、第１図およ
び第２図に示した装置の１／２寸法の模型を製作
して水モデル実験をおこなつた。ストツパ８を下
ろして取鍋１０から水を注入し、所定の水位にな
つたところで、ストツパ８を上げて注湯ノズル３
を開き注入を開始する。その後も取鍋１０からの
水の供給を続けたが、第１室１１内の水流の乱れ
は第３室１３には影響せず、注湯ノズル３からの
注入流２１に振れ、ばらけ、ねじれ等の乱れは生
じなかつた。また、取鍋１０からの第１室１１へ
の水の供給を間欠的におこなつた場合にも注入流
２１は全く安定した状態を保ち、乱れは見られな
かつた。

次に第１図および第２図に示した装置（実物タ
ンデイツシユ）を耐火物で製作し、実際のアトマ
イズに使用した。１回の溶融金属（溶鋼）処理量
を30トンとし、70回の操業をおこなつた。製造条
件によつては、処理時間が２時間を超えることも
あつたが、注入流２１はきわめて良好であり、そ
の乱れによるブロツキングの発生は一度もなかつ
た。

このように本発明によれば、溶融金属を容器１
に受け入れながら同時に安定した注湯をおこなう
ことが可能になる。したがつて大量の溶融金属を
連続的に処理することができ、とくに処理量が多
い場合に作業時間の短縮と効率化に多いな効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例装置の平面図、第２
図は、第１図の鎖線−に沿う断面を示す縦断
面図、第３図は、本発明の他の実施例装置の平面
図、第４図は、さらに他の実施例装置の平面図、
および第５図は、従来のアトマイズ法による金属
粉末の製造装置の一部破断立面図である。 １：容器、２：溶融金属、３：注湯ノズル、
４：アトマイズノズル、５：アトマイズ槽、６：
浸漬孔、７：壁端、８：ストツパ、１０：取鍋、
１１：第１室、１２：第２室、１３：第３室、２
１：注入流。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 連続的または間欠的に供給される溶融金属を
   安定的に注入する方法であつて、 (a) 連続的または間欠的に供給される溶融金属を
   暫時、第１室に収容することと、 (b) 第１室に収容された溶融金属を第２室に一定
   方向の流れとして導いて第２室の壁面に衝突さ
   せ、溶融金属の流れの方向を反転させて溶融金
   属の流れを減速、整流することと、 (c) 第２室において減速、整流された溶融金属の
   流れをさらに第３室に導いて鎮静化した後、第
   ３室に設けられた注湯ノズルから溶融金属を注
   入することと、 (d) 前記(b)の過程において第１室に収容された溶
   融金属を、第１室と第２室を連通する浸漬孔ま
   たは狭い〓間を通して第２室に導くことと、 (e) 前記(C)の過程において、溶融金属を第２室か
   ら第３室に導く流路の入口を溶湯表面まで完全
   にオープンな〓間とすることと、 を特徴とする溶融金属の注入方法。 ２ 前記(e)の過程において、溶融金属を第２室か
   ら第３室に導く流路の入口を画成する壁面をくの
   字形に屈曲させ、該流路を流れる溶融金属に渦流
   を生ぜしめることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載の溶融金属の注入方法。 ３ 前記注湯ノズルは、第３室コーナー部分の近
   傍から離れた位置の第３室の底面に設けられるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項または第２
   項記載の溶融金属の注入方法。 ４ 連続的または間欠的に供給される溶融金属を
   安定的に注入する装置であつて、 (a) 連続的または間欠的に供給される溶融金属を
   暫時、収容する第１室と、 (b) 第１室から第２室に連通する連通孔または狭
   い〓間と、 (c) 第１室から流入する溶融金属の流れに対向
   し、該溶融金属の流れの方向を反転させる壁面
   を備える第２室と、 (d) 第２室から流入した溶融金属を注入する注湯
   ノズルを備える、第２室と溶湯表面まで完全に
   オープンな〓間で結ばれた第３室と を備えることを特徴とする溶融金属の注入装置。 ５ 前記第２室と第３室を結ぶ流路を画成する壁
   面が、くの字形の断面形状を有する特許請求の範
   囲第４項記載の溶融金属の注入装置。 ６ 前記第３室は複数の注湯ノズルを備えること
   を特徴とする特許請求の範囲第４項ないし第５項
   いずれかに記載の溶融金属の注入装置。